文摘gydF4y2Ba

在这项研究中,两个原始纤维素纳米晶体(CNC)和马来酸酐功能化纤维素纳米晶体(MA-CNC)茎的准备gydF4y2BaEichhornia凤眼莲gydF4y2Ba杂草的硫酸水解的方法。的好了吸附剂的特点是使用x射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外(FTIR)光谱,扫描电镜(SEM),能量色散x射线(EDX)和Brunauer-Emmett-Teller(打赌)工具。这些材料是申请光盘(2)离子的去除WW。吸收机制是固定的朗谬尔和弗伦德里希吸附等温线最大Cd (II)离子吸收能力(gydF4y2Ba问gydF4y2Ba_{马克斯gydF4y2Ba}g)的75.76和215.52毫克gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}分别由数控和MA-CNC吸附剂。Pseudo-second-order (PSO)动力学模型拟合吸收过程。解吸后的吸附剂再生研究做的Cd (II)离子吸附剂盐酸洗涤。结果表现出的吸附剂是重用的Cd (II)离子的WW后连续13gydF4y2Ba^thgydF4y2Ba周期。gydF4y2Ba

1。介绍gydF4y2Ba

目前,环境污染的不同的有毒污染物,如重金属、染料、杀虫剂,刺激了极大关注,是发展中国家最集中的问题gydF4y2Ba1gydF4y2Ba]。这些污染物的来源是不同的自然和人为活动,如家庭、工业和农业活动。这些污染物进入水体的释放不同的pollutant-containing废水。其中,环境的污染,重金属会导致严重的环境影响,因为与有机污染物、重金属是不能生物降解的。这些重金属砷(As)、铅(Pb)、铬(Cr)、铜(铜)、锌(锌),钴(Co)、钼(Mo)和锰(Mn) [gydF4y2Ba2gydF4y2Ba]。Cd是一个代表有毒金属的例子从工业废水进入环境,对整个环境构成潜在风险、特别是废水由于其非生物降解的性质、致癌性、持久性和生物体内积累。Cd的存在有害影响废水处理过程的实现,导致严重的环境风险gydF4y2Ba3gydF4y2Ba]。随后,Cd (II)的高效去除离子的废水排放到环境中之前是最好的选择之一的水的质量。gydF4y2Ba

在21gydF4y2Ba^圣gydF4y2Ba世纪,很多技术测试解决增强有毒废物排放的废水(gydF4y2Ba4gydF4y2Ba]。这些都是化学沉淀、化学强化一级处理(CEPT),过滤、反渗透、溶剂萃取、离子交换、凝固和吸附gydF4y2Ba5gydF4y2Ba,gydF4y2Ba6gydF4y2Ba]。这些技术需要高价格,相对较低的修复功能,并呼吁进一步治疗(gydF4y2Ba7gydF4y2Ba]。例如,化学强化一级处理(CEPT)方法可以删除Cd (II)离子水平部分,但完整的Cd (II)离子的清除是没有保证的。此外,这种技术会导致碱性污泥的数量增加的生产。其他上述技术有相似的缺点,目前需要更有效的治疗方法。因此,在这些技术中,吸附似乎最由于其操作简单、实惠,非常高的补救敏感性,增强吸收能力,容易获得活性炭等吸附剂材料,碳纳米管(CNT),复合材料,纳米粒子(gydF4y2Ba8gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba13gydF4y2Ba]。gydF4y2Ba

最近,大多数主题吸附研究专注于低成本、可再生,且容易回收吸附剂材料,如高分子材料包括纤维素、甲壳素、壳聚糖、明胶、海藻酸、淀粉为根除有害营养水媒体一直是21gydF4y2Ba^圣gydF4y2Ba世纪的选择。尽管其属性,增加纤维素纤维材料进行的局限性,在废水治理过程表明,亲水性下降,低物理和化学稳定性、低污染物吸收能力(gydF4y2Ba14gydF4y2Ba,gydF4y2Ba15gydF4y2Ba]。这个缺点可以通过将纤维素分解成nanocellulose为了提高其污染物吸收能力(gydF4y2Ba16gydF4y2Ba]。因此,在这项研究中,纤维素纳米晶体(加工中心)被选为一个好的吸附剂乳糜泻(II)离子补救废水因其生物利用度、生物相容性、可持续性、环保,提高,高纵横比,有更好的物理和化学稳定性,和丰富的活性和活性表面gydF4y2Ba17gydF4y2Ba,gydF4y2Ba18gydF4y2Ba]。gydF4y2Ba

一些研究报道数控吸附剂比表面积高的从52米gydF4y2Ba^2gydF4y2BaggydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}到107米gydF4y2Ba^2gydF4y2BaggydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}根据制备方法(gydF4y2Ba19gydF4y2Ba,gydF4y2Ba20.gydF4y2Ba]。众所周知,高表面积和小粒径效率非常重要的Cd (II)离子去除机制。加工中心典型低清除能力和更少的尺寸稳定性。一个可以改善这些问题通过加工中心通过添加额外的阴离子或阳离子功能化的表面的加工中心(gydF4y2Ba21gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba25gydF4y2Ba]。化学表面改性加工中心有大量的删除功能不同的污染物从被污染的废水gydF4y2Ba26gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba28gydF4y2Ba]。gydF4y2Ba

以前,许多研究已经进行基于CNMs吸附剂合成不同biobased材料等植物材料、枣椰树(gydF4y2Ba凤凰dactyliferagydF4y2Bal .) [gydF4y2Ba29日gydF4y2Ba)、棉花残渣(gydF4y2Ba30.gydF4y2Ba,香蕉gydF4y2Ba31日gydF4y2Ba),玉米皮(gydF4y2Ba32gydF4y2Ba),gydF4y2Ba刺桐bruceigydF4y2Ba植物(gydF4y2Ba33gydF4y2Ba),而gydF4y2BaMillettia ferrugineagydF4y2Ba植物(gydF4y2Ba34gydF4y2Ba]。最好的作者的知识,不足的研究论文发表在加工中心上吸着剂合成的茎gydF4y2BaEichhornia凤眼莲gydF4y2Ba杂草。这种材料是完全浪费材料,没有任何负面经济对社会的影响。这种材料有大量的羟基、羰基和酯官能团负责Cd (II)的高效吸附离子废水。这是由于氢键的存在之间的带正电的Cd (II)离子和哦加工中心吸附剂的官能团。因此,使用废料代替有用的材料Cd (II)离子去除试剂从废水是具有成本效益的发展中国家。此外,大多数的研究在文献中报道在Cd (II)离子的去除合成废水,但缺乏信息的Cd (II)离子的废水。因此,研究集中在原始的制备和表征数控和马来anhydride-modified MA-CNC吸附剂的茎gydF4y2BaEichhornia凤眼莲gydF4y2Ba杂草清除Cd (II)离子的废水。gydF4y2Ba

2。材料和方法gydF4y2Ba

2.1。材料和化学物质gydF4y2Ba

的茎gydF4y2BaEichhornia凤眼莲gydF4y2Ba杂草,对加工中心的准备,收集从南部地区“Ganta加罗语“湖长袍,Gamo区,埃塞俄比亚。废水(WW)从径流收集的样本Modgo河,Oromia地区,埃塞俄比亚。所有试剂的成绩甲苯(99%,珞巴化学分公司,印度)、乙醇(97%,Tradewell国际分公司,印度),氢氧化钠(99%,信心Associates (GUJ)经纪有限公司,印度),浓缩的。盐酸(35%,珞巴化学pvt Ltd .)印度),浓缩的。硫酸(69%,珞巴化学pvt Ltd .)印度),浓缩的。硝酸(69%,珞巴化学pvt Ltd .)印度),亚氯酸钠(80%,上海ZZ新材料科技有限公司,有限公司,中国),碳酸氢钠(99%,信心Associates (GUJ)经纪有限公司,印度),和硝酸镉(Cd(没有gydF4y2Ba_3gydF4y2Ba)gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba(印度)SDFCL)。gydF4y2Ba

2.2。实验程序gydF4y2Ba

Cd (II)离子的原液制备通过1000毫升容量瓶和添加所需的数量在一个克Cd(没有gydF4y2Ba_3gydF4y2Ba)gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba进瓶。然后,这瓶一定体积的蒸馏水是补充道。稀溶液是由添加足够的蒸馏水前面准备的原液的Cd (II)离子。收集到的WW理化性质(pH值、EC、鳕鱼、BOD、锡,TP,gydF4y2Ba ,gydF4y2BaCagydF4y2Ba^{2 +gydF4y2Ba},毫克gydF4y2Ba^{2 +gydF4y2Ba}使用不同的标准系列)进行了测量。接下来,它就被掺入了20毫克LgydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}Cd (II)离子解决方案和实验程序保存在合适的地方。gydF4y2Ba

2.3。制备纤维素纳米材料gydF4y2BaEichhornia凤眼莲gydF4y2Ba

茎的收集gydF4y2BaEichhornia凤眼莲gydF4y2Ba杂草样本被切成8毫米的长度,用蒸馏水洗净几次删除任何尘埃粒子,与太阳干4天,和地面使用磨床仔细形成粗颗粒(gydF4y2Ba35gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba38gydF4y2Ba]。粗颗粒治疗与氢氧化钠溶液100毫升2.5 50°C 3小时移除木质素和半纤维素在木质生物质。这种混合物被用去离子水反复直到7的pH值,和在实验室洗液体废物得到妥善管理。此后,中性的混合物过滤,离心,干燥在烤箱50°C 10个小时。磨成纸浆,形式和漂白的比率2:1混合体积的亚氯酸钠(NaClOgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba)和冰醋酸为3小时80°C下机械搅拌。然后,离心机,清洗和过滤形成纤维素悬浮液。这个过程被重复漂白剂的初始数量的一半。尽管硫酸水解法生产大量的液体废物对环境与有机酸相比,它删除所有从纤维素半纤维素组件使nanocellulose作为一种稳定的胶体分散体系由于硫酸盐离子的羟基的酯化gydF4y2Ba8gydF4y2Ba]。因此,混合物被100毫升的水解6 M HgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba所以gydF4y2Ba_4gydF4y2Ba2小时打破细胞壁,形成一个白色nanocellulose悬挂。在这个过程中,大量的液体废物是有害的工作环境。这个问题是通过科学管理和合理的废液管理系统。然后,产生白色悬浮在16000转离心分离nanocellulose和均质均质器约为12000 rpm 2.5小时。分离nanocellulose被反复直到7的pH值,过滤,干燥形成纤维素纳米晶体(CNC)。最后,准备数控是保存在一个合适的地方特征的目的。数控制备的流程图表示在图给出gydF4y2Ba1gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

2.3.1。制备化学改性(顺丁烯二酸酐)纤维素纳米晶体(CNC):酯化gydF4y2Ba

世界上约50%的马来酸酐收益率用于生产不饱和聚酯树脂(UPR),在这里,它是用作酯化过程结合数控。数控属性被酯化过程改进与顺丁烯二酸酐改性的方法在文献中报道gydF4y2Ba39gydF4y2Ba]。首先,获得数控的帮助下被冰醋酸为了使数控容易的化学改性和交换溶剂。为此,15克之前准备的数控与顺丁烯二酸酐混合了连续洗四次离心法和冰醋酸为溶剂交换的目的。然后,这个混合物放置在一个500毫升烧杯包含170毫升和210毫升的甲苯和乙酸均质在50°C的电磁搅拌器2小时。旁边的均化过程,2毫升的0.12 M硫酸添加,声波降解法处理进行了1分钟的帮助下离子液体,然后,顺丁烯二酸酐的1.5克补充道。反应混合物在室温下保持了90分钟。这个反应完成后,顺丁烯二酸酐功能化纤维素纳米材料被停职的消息顺序清洗离心机和甲苯、甲醇、二氯甲烷溶剂。溶剂交换在准备MA-CNC的目的是消除非极性液体废物和极地使用这些非极性和极性溶剂,液体废物。用甲苯和二氯甲烷溶剂、非极性废物移除,并使用甲醇和水溶剂,清除了极地废物MA-CNC吸附剂。的顺序洗顺丁烯二酸酐功能化纤维素纳米悬浮液过滤,干燥形成顺丁烯二酸酐功能化纤维素纳米晶体(MA-CNC)。 The esterification reaction of CNC with maleic anhydride (MA) is given in Figure2gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

2.4。描述gydF4y2Ba

微晶大小数控和MA-CNC吸附剂为特征利用XRD (x射线衍射- 7000 x射线衍射仪,日本岛津公司有限公司,日本)Cu-KgydF4y2BaαgydF4y2Ba辐射(gydF4y2BaλgydF4y2Ba40岁= 0.154海里)kV和40 mA在2gydF4y2BaθgydF4y2Ba衍射角从0°- 80°的扫描速率2°/分钟。as-synthesized CNC的官能团和MA-CNC吸附剂材料被确定使用傅里叶变换红外光谱(FTIR)(帕金Elmer65 PerkinElmer, Inc .,沃尔瑟姆,美国)。表面形态的不同治疗阶段数控和MA-CNC吸附剂是检查使用日立s - 4100扫描电子显微镜(SEM)。比表面积的测量是由Brunauer-Emmett-Teller(打赌)分析。gydF4y2Ba

2.5。吸附实验gydF4y2Ba

确定数控的Cd (II)离子吸附效率和MA-CNC吸附剂,批处理实验。在这个实验中,每个实验参数,如Cd (II)离子的初始浓度范围从5到40 mg / L,吸附剂用量范围从0.04到1.5 g,接触时间范围从30到180分钟,溶液pH值范围从2到12,和温度范围从20到45°C,让其他参数以固定的方式。这些参数是在100毫升玻璃瓶所完成的温度20°C通过轨道摇瓶。最初,每个解决方案的pH值校准的0.1 M盐酸或氢氧化钠溶液,0.1米和pH值变化测量用酸度计(pH值21汉娜仪器)。然后,每个瓶包含这些解决方案覆盖着铝箔在所有实验这个解决方案,以防止任何污染物反应,反应完成后,它已经过仔细的筛选与滤液论文42。在这之后,测量该解决方案是由一个原子吸收分光光度计(日本岛津公司、美国)。gydF4y2Ba

2.5.1。吸附等温线gydF4y2Ba

这里,测量吸附等温线可以量化的亲和力Cd (II)离子的去除废水由数控和MA-CNC吸附剂。数学上,Cd (II)离子的亲和力吸收数控和MA-CNC吸附剂使用吸附等温线的测定。因此,Cd (II)离子的吸附利用数控和MA-CNC吸着剂是由使用方程(gydF4y2Ba1gydF4y2Ba)和(gydF4y2Ba2gydF4y2Ba)。从这个方程,一个可以理解的Cd (II)离子吸附到数控和MA-CNC吸附剂等于Cd (II)离子的数量从WW被移除。gydF4y2Ba 在哪里gydF4y2Ba问gydF4y2Ba_egydF4y2Ba和gydF4y2Ba问gydF4y2Ba_tgydF4y2Ba代表的重金属吸附剂表面的吸附平衡和任何特定的时间(mg ggydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}),分别。gydF4y2BaCgydF4y2Ba_我gydF4y2Ba,Cd (II)gydF4y2BaCgydF4y2Ba_egydF4y2Ba,Cd (II)代表初始和平衡浓度的重金属WW样本(mg LgydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}),分别gydF4y2BaCgydF4y2Ba_tgydF4y2BaCd (II)离子的浓度在废水样品(球型投手吗gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba})在一个特定的时间。gydF4y2Ba年代gydF4y2Ba代表了泥浆用量之间的比率定义为吸附剂的质量数控和MA-CNC吸附剂(g)的初始体积水样(gydF4y2BalgydF4y2Ba)。最初和最优数量的Cd (II)离子被用来衡量Cd (II)离子去除的比例如下:gydF4y2Ba

研究了吸附过程的热力学研究通过考虑基本热力学参数如吉布斯自由能的变化(∆gydF4y2BaGgydF4y2Ba)、焓变(∆gydF4y2BaHgydF4y2Ba),熵变(∆gydF4y2Ba年代gydF4y2Ba)值gydF4y2Ba34gydF4y2Ba,gydF4y2Ba35gydF4y2Ba]。因此,热力学的Cd (II)离子的去除是由使用所有预定的参数的最优值,如溶液的pH值、吸附剂用量,Cd (II)离子初始浓度、搅拌速度通过改变温度范围从20到45°C。gydF4y2Ba

2.5.2。吸附动力学gydF4y2Ba

Cd (II)离子从WW补救动力学过程都使用了接触时间从30到180分钟让所有参数(溶液pH值,吸着剂剂量、振动速度和Cd (II)离子初始浓度)在最佳值。gydF4y2Ba

2.6。再生实验gydF4y2Ba

对于再生实验,修改(MA-CNC)吸附剂被选中是因为Cd (II)离子的去除效率高WW。解吸后的实验Cd (II)离子通过添加0.5克MA-CNC吸附剂含有10毫升的0.1 M盐酸溶液。然后,这种混合用,离心分离的吸附剂混合物。分离MA-CNC吸附剂是然后用去离子水清洗4次,过滤,干燥。至少13的再生吸附剂是重用gydF4y2Ba^thgydF4y2Ba频繁序列作为吸附剂,没有任何显著的效率损失。gydF4y2Ba

3所示。结果与讨论gydF4y2Ba

3.1。描述gydF4y2Ba

数控和MA-CNC吸着剂的特点是使用现代仪器技术,如红外光谱、XRD和SEM。的识别基团和表面特征和CNM和MA-CNC吸着剂用红外光谱进行了。数控的光谱和MA-CNC吸着剂的帮助下准备硫酸水解得到的红外光谱图所示gydF4y2Ba3gydF4y2Ba(一个)。结果显示,数控和MA-CNC代表宽带3355厘米左右gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}相对应地自由伸缩振动的CHgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba结构-哦我和纤维素哦组(gydF4y2Ba40gydF4y2Ba]。光谱位于2925厘米gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}是由于碳氢键的伸缩振动在纤维素,和光谱中发现区四个在1735厘米吗gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}是公认的羰基官能团纤维素i峰值检测到1458厘米吗gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}是碳碳相关拉伸和/或CHgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba对称弯曲芳香组纤维素i峰值位于1058厘米gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}连接到纤维素的C-O-C伸展我gydF4y2Ba41gydF4y2Ba]。与原始的光谱数控相比,额外的山峰中观察到氧化纤维素纳米材料(MA-CNC) 1428厘米gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}的伸缩振动,指离子羧基组,确认插入表面羧基组数控吸附剂。此外,光谱在1265 - 1325厘米gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}支持的迹象C-O-C组的吸着剂的存在。这使得顺丁烯二酸酐有效地氧化纤维素的邻羟基碳数字2和3的位置分为醛组,同时打破了相应的碳碳键的吡喃葡萄糖环为了获得DACNC。gydF4y2Ba

数控和MA-CNC吸附剂结晶粒度决心利用XRD衍射图(图gydF4y2Ba3gydF4y2Ba(b))。纤维素的晶体飞机结构肯定是固定的山峰由于2gydF4y2BaθgydF4y2Ba= 15.87°,22.50°,34.82°(110),(110)和(004)(gydF4y2Ba42gydF4y2Ba]。从x射线衍射模式、原始CNM吸附剂的山峰一样,酯化(MA-CNC)除了增加结晶度数控吸附剂(图gydF4y2Ba3gydF4y2Ba(b))。尽管增加结晶度数控吸附剂,同时吸着剂无疑显示了非晶态聚合物的性质与100%结晶度因为自然的gydF4y2BaEichhornia凤眼莲gydF4y2Ba。数控的衍射图和MA-CNC吸着剂具有明显的尖锐带集中在22.50°归因于半晶质的纤维素基吸附剂的结构。功能化nanocellulose表现出减少的百分比的结晶度和广泛的峰值比原始CNM由于氧化结晶区顺丁烯二酸酐的加入到原始nanocellulose悬架(gydF4y2Ba43gydF4y2Ba]。gydF4y2Ba

数控和MA-CNC吸着剂微观结构和表面形态进行了使用扫描电镜仪器(数字gydF4y2Ba3gydF4y2Ba(c)和gydF4y2Ba3gydF4y2Ba(d))。扫描电镜显微照片的图像显示,CNM和MA-CNM吸着剂是棒状的圆柱形状。从扫描电镜图像,MA-CNC吸附剂是可能在干燥后结块与数控相比。在MA-CNC吸附剂,羰基化合物也可能鼓励生产存在的氢键结构MA-CNC吸着剂。这些变化导致生化安排也DACNC的表面变化gydF4y2Ba44gydF4y2Ba,gydF4y2Ba45gydF4y2Ba]。gydF4y2Ba

Brunauer-Emmett-Teller(打赌)数据调查完成根据BET吸附等温线线性方程(gydF4y2Ba4gydF4y2Ba)来确定数控和MA-CNC吸附剂的比表面积。它的测量是使用NgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba天然气作为一种被吸附物的温度77 K。gydF4y2Ba 在哪里gydF4y2BaPgydF4y2Ba_ogydF4y2Ba和gydF4y2BaPgydF4y2Ba饱和和部分蒸汽压(N)是什么gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba气体在Pa的平衡,分别;gydF4y2BangydF4y2BaN的体积吗gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba气体吸附在STP毫升;gydF4y2BaXgydF4y2Ba_米gydF4y2Ba是押注单层产能;gydF4y2BaCgydF4y2Ba是一个无量纲常数与N的焓gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba气体吸附在吸附剂上。gydF4y2Ba

定义良好的押注单层产能的纳米材料,C的值应≥80gydF4y2Ba46gydF4y2Ba]。因此,从给定的方程(gydF4y2Ba4gydF4y2Ba),可以获得gydF4y2BaCgydF4y2BaNaIO价值gydF4y2Ba_4gydF4y2Ba数控(188.3和190.2)≥80。图gydF4y2Ba4(一)gydF4y2Ba表示的线性情节(gydF4y2BaPgydF4y2Ba/gydF4y2BaPgydF4y2Ba_ogydF4y2Ba)/ (gydF4y2BangydF4y2Ba(1−gydF4y2BaPgydF4y2Ba/gydF4y2BaPgydF4y2Ba_ogydF4y2Ba)))和gydF4y2BaPgydF4y2Ba/gydF4y2BaPgydF4y2Ba_ogydF4y2Ba并提供近似的直线相对压力从0.05到0.3不等。线性回归值(gydF4y2BaRgydF4y2Ba^2gydF4y2Ba)获得该地块为0.9985,大于0.995。这个结果证实了可接受的水平gydF4y2BaRgydF4y2Ba^2gydF4y2Ba价值。比表面积(SSA) mgydF4y2Ba^2gydF4y2Ba·ggydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}计算根据gydF4y2Ba 在哪里gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba_{年代gydF4y2Ba}的选择比表面积NaIO吗gydF4y2Ba_4gydF4y2Ba数控的质量gydF4y2Ba米gydF4y2Ba在克,gydF4y2BalgydF4y2Ba阿伏伽德罗常数(6.022×10吗gydF4y2Ba^23gydF4y2Ba摩尔gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}),gydF4y2BaσgydF4y2Ba_米gydF4y2Ba分子吸附横截面积被NgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba气体分子在完整的单层(等于0.162海里gydF4y2Ba^2gydF4y2BaNgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba气体),和22400年占领的体积是1摩尔的NgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba气体在STP,毫升。gydF4y2Ba

数控的打赌情节和MA-CNC吸着剂,分别在图gydF4y2Ba4 (b)gydF4y2Ba表明圆柱的形状模型。使用的符号是那些在2007年版的IUPAC手册(gydF4y2Ba47gydF4y2Ba]。结果表明,和数控和MA-CNC吸附剂的SSA较高108.2和123.9米gydF4y2Ba^2gydF4y2BaggydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba},分别。因此,数控和MA-CNC吸附剂显示更高的Cd (II)离子吸附效率由于粒径的减小,比表面积的增加,表面粗糙度的增加。gydF4y2Ba

3.2。WW的物理化学性质gydF4y2Ba

收集到的WW理化性质测量后24小时内进行收集和给定的表gydF4y2Ba1gydF4y2Ba。在不同的pH值和电导率测定系列和报道的平均值7.5±0.05和265±0.3点,分别。这些结果表明,WW取自运行Modjo河流几乎是中性的。此外,鳕鱼的平均浓度,BOD, TP,锡,硝酸(gydF4y2Ba ),gydF4y2Ba(gydF4y2Ba ),gydF4y2Ba毫克gydF4y2Ba^{2 +gydF4y2Ba}、铜gydF4y2Ba^{2 +gydF4y2Ba}和光盘gydF4y2Ba^{2 +gydF4y2Ba}WW分别为51.4±0.2、36.75±0.02、11.44±0.3、43.05±0.02、5.04±0.05、29.5±0.02、50.9±0.6、0.43±0.03、0.12±0.04,分别。gydF4y2Ba

3.3。吸附研究gydF4y2Ba

3.3.1。接触时间的影响gydF4y2Ba

实验接触时间影响Cd (II)离子的去除废水进行了利用接触时间从30到180分钟在最佳数控和MA-CNC剂量的0.5 g,温度(gydF4y2BaTgydF4y2Ba)20°C, Cd (II)和初始离子浓度20毫克LgydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}(图gydF4y2Ba5 (b)gydF4y2Ba)。结果表明,Cd (II)离子去除能力增加通过增加接触时间从30到120分钟对数控和MA-CNC吸着剂,因为数量的增加活跃的站点上可用的表面数控和MA-CNC吸着剂。Cd的最大%去除R (%) (II)离子的88.84%和67.80是观察到的最佳联系时间120分钟数控和MA-CNC吸附剂,分别。120分钟之后。,theCd(II) ions %R remains unchanged because, with the increased contact time, the ratio of surface active sites to the total metal ions in the solution was low, and hence, all active sites had metal ions in solution and were occupied [48gydF4y2Ba,gydF4y2Ba49gydF4y2Ba]。与数控MA-CNC吸着剂相比,最大的Cd (II)离子吸收能力观察MA-CNC比数控吸附剂,因为数量的增加活跃的网站产生的顺丁烯二酸酐酯化反应的。这个结果是在协议与研究报告的Madivoli et al。gydF4y2Ba49gydF4y2Ba]。gydF4y2Ba

3.3.2。初始浓度的影响gydF4y2Ba

乳糜泻的初始浓度的影响(2)离子对吸附量是由使用最优数量的数控和MA-CNC吸着剂0.5 g, pH值8,120分钟(图的接触时间gydF4y2Ba5(一个)gydF4y2Ba)。在起点,Cd (II)离子去除过程非常迅速,直到20 mg / L的最佳值。在这个阶段,表面活性比网站总金属离子溶液中很高,因此,所有的Cd (II)离子被吸引到表面的数控和MA-CNC吸附剂(gydF4y2Ba50gydF4y2Ba]。在最优初始Cd (II)离子浓度20毫克的LgydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}吸附剂都清楚地表明,更高的Cd (II)离子%的64.91和88.44 R WW数控和MA-CNC吸附剂,分别。此外,更高的Cd R % (II)离子显然发现MA-CNC吸着剂相对于数控吸附剂。这是因为额外的存在活跃的网站MA-CNC吸附剂是数控的酯化反应gydF4y2Ba51gydF4y2Ba,gydF4y2Ba52gydF4y2Ba]。gydF4y2Ba

3.3.3。吸附剂剂量和温度的影响gydF4y2Ba

数控和MA-CNC剂量的影响% R WW的Cd (II)离子在不同的温度下,gydF4y2BaTgydF4y2Ba= 20、30和45°C,调查,结果如图所示gydF4y2Ba5gydF4y2Ba。结果表明,Cd (II)离子吸收能力增加了提高数控和MA-CNC吸附剂剂量。这个宣传网站成为不饱和吸收在吸附反应,而活动表面区域的数量可用于吸附站点增加了提高数控MA-CNC吸附剂剂量。70.3和90.4的最大% R是观察到最佳数控和MA-CNC吸附剂剂量的0.5 g和最适温度为20°C,分别。这个剂量值后,R %成为不变的粒子聚合,这将导致减少的总表面积吸附剂(gydF4y2Ba53gydF4y2Ba]。更高的90.4% % R观察利用功能化比数控吸附剂,因为酯化反应提供了额外的功能组织在吸附剂表面,使功能化吸附剂最活跃的Cd (II)离子吸附到表面比原始。gydF4y2Ba

数据gydF4y2Ba6gydF4y2Ba(一)和gydF4y2Ba6gydF4y2Ba(b)的温度影响% R光盘(2)离子从WW数控和MA-CNC吸着剂。结果表明,Cd (II)离子的减少% R是观察到温度较高的45°C。这是因为,增加温度,化学吸收作用过程的缓慢速度防止Cd (II)离子反应活性吸附剂表面的网站增加% R光盘(2)离子的废水(gydF4y2Ba54gydF4y2Ba]。数控和MA-CNC吸附剂,70.3%和90.4%的最大R %检测温度和最佳剂量的0.5 g和20°C,分别。此外,更高的Cd R % (II)观察离子通过MA-CNC吸着剂比数控吸着剂由于修改的一个额外的功能组织的存在(gydF4y2Ba55gydF4y2Ba]。gydF4y2Ba

3.3.4。溶液pH值的影响gydF4y2Ba

溶液pH值的影响从WW Cd (II)离子去除是由使用pH值从2到12。如图gydF4y2Ba7 (b)gydF4y2Ba数控和MA-CNC吸附剂显示增加去除能力溶液的pH值从2到8。最大的R %数控和MA-CNC吸附剂是89.9%和70.3,分别。在溶液pH值降低,Cd (II)离子之间的相互作用与吸附剂是拒绝,因为竞争的HgydF4y2Ba^+gydF4y2Ba离子吸附剂的表面(gydF4y2Ba50gydF4y2Ba]。相反,增加溶液的pH值,Cd (II)离子结合数控和MA-CNC吸附剂表面上升,直到平衡pH值8。8的最佳pH值后,R %成为拒绝的存在增加了大量的哦gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba离子在WW。增加的哦gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba离子描绘可溶性羟基复合物的形成。此外,在更高的碱性pH值,Cd (II)离子沉淀Cd(哦)gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba。图gydF4y2Ba7(一)gydF4y2Ba还表明,更高的Cd R % (II)离子比数控MA-CNC观察到吸附剂吸着剂的最佳溶液pH值8。报道的差异% Cd R (II)离子发生额外的相关结构的官能团MA-CNC与不同的亲和吸附剂,Cd (II)离子比数控吸附剂(gydF4y2Ba56gydF4y2Ba]。gydF4y2Ba

3.3.5。搅拌速度的影响gydF4y2Ba

搅拌速度的Cd上的效果如图(2)离子gydF4y2Ba7 (b)gydF4y2Ba。最初,搅拌速度是缓慢的,但后来随着搅拌速度的增加,快速提高Cd (II)离子的去除能力。这是由于的存在更加活跃网站现有的绑定的吸附剂表面可以吸附Cd (II)离子(gydF4y2Ba57gydF4y2Ba]。因此,% R光盘(2)离子的能力MA-CNC吸附剂从72.2提高到88.55%,搅拌速度从100增加到250 rpm。同样,Cd (II)离子% R功能的数控吸附剂从34.65提高到67.17%,搅拌速度从100增加到250 rpm(图gydF4y2Ba7 (b)gydF4y2Ba)。从这个角度来看,数控吸附剂的% R功能很低而MA-CNC吸附剂去除能力。这种高% R功能MA-CNC吸附剂是由于观察到的存在更容易表面造成的顺丁烯二酸酐数控。对吸附剂、最大Cd (II)离子% R能力得到在250 rpm的最佳搅拌速度。这个结果是在协议的研究报道马哈茂德et al。gydF4y2Ba58gydF4y2Ba]。一般来说,增加的速度搅拌速度导致优秀污染物吸收能力和搅拌有助于克服阻力的外部质量传递。gydF4y2Ba

3.4。废水的化学gydF4y2Ba

表gydF4y2Ba1gydF4y2Ba显示的汇总进行评估以确定废水化学在%的后果gydF4y2BaRgydF4y2Ba(2)离子的Cd。实验使用含有合成和实际废水的废水样本变量的水平。试验进行了一式三份,报告为平均值。从实验中,pH值,COD, BOD, ClgydF4y2Ba^−gydF4y2Ba,gydF4y2Ba ,gydF4y2Ba菲gydF4y2Ba^{2 +gydF4y2Ba}、钙gydF4y2Ba^{2 +gydF4y2Ba}、镁gydF4y2Ba^{2 +gydF4y2Ba},(铜gydF4y2Ba^{2 +gydF4y2Ba})在WW测定使用复制的实验和报告的平均价值。% R光盘(2)离子的合成和实际废水在图表示gydF4y2Ba8gydF4y2Ba。从调查结果可以看出,清除过程是负面影响在现实污水中阳离子和阴离子的存在。%的降低R光盘(2)离子的实际废水导致了竞争的阳离子和阴离子的活跃的网站真正的废水。竞争离子的结果减少新鲜表面的交互MA-CNM吸附剂和Cd (II)离子的减少% R是观察到的gydF4y2Ba59gydF4y2Ba]。结果表明,R % Cd (II)离子从WW被发现是合成和实际废水的89.5%和99.9,分别由MA-CNC吸附剂。gydF4y2Ba

3.5。吸附等温线gydF4y2Ba

欣赏Cd (II)离子吸收的机制由数控和MA-CNC吸附剂,朗缪尔(方程(gydF4y2Ba7gydF4y2Ba))和弗伦德里希(方程(gydF4y2Ba8gydF4y2Ba)研究了吸附等温线和数据gydF4y2Ba9(一个)gydF4y2Ba和gydF4y2Ba9 (b)gydF4y2Ba,分别。表gydF4y2Ba2gydF4y2Ba显示相应的参数值和相关系数(gydF4y2BaRgydF4y2Ba^2gydF4y2Ba)值,获得每一个情节。更高的gydF4y2BaRgydF4y2Ba^2gydF4y2Ba值对朗缪尔和弗伦德里希等温线表明朗缪尔和弗伦德里希等温线模型更好地适应等温吸收数据。这意味着,显然,这两种等温线分布描述之间的Cd (II)离子液体和固体阶段赋予前景与吸附剂表面的异质性和同质性,保险的范畴,前景Cd (II)离子之间的联系。这表明表面的数控和MA-CNC吸附剂是异构和身体上兼容单层吸附和吸附过程是有利的。此外,强烈的静电相互作用形成之间的Cd (II)离子和吸附剂的表面(gydF4y2Ba60gydF4y2Ba]。的好感度是由于吸收过程gydF4y2BangydF4y2Ba位于1和10之间的价值,强劲的吸附剂的吸附物和表面之间的相互作用是由于这样的事实:1 /gydF4y2BangydF4y2Ba< 1。朗缪尔模型的基本性质可能也由一个无量纲的平衡参数(gydF4y2BaRgydF4y2Ba_lgydF4y2Ba),其价值计算通过使用方程(gydF4y2Ba6gydF4y2Ba)。(0.104和0.602)的值gydF4y2BaRgydF4y2Ba_lgydF4y2Ba< 1表明,Cd (II)离子的吸收过程由数控和MA-CNC是良好的过程。此外,表gydF4y2Ba2gydF4y2Ba显示的最大吸收能力和数控MA-CNC吸附剂是75.76和215.52毫克/克,respectively.wheregydF4y2Ba问gydF4y2Ba_{马克斯gydF4y2Ba}是最大的Cd (II)离子的去除能力每单位质量的吸附剂(mg ggydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}),gydF4y2BakgydF4y2Ba_fgydF4y2Ba是数控和MA-CNC吸附剂的吸附能力(液化沼气gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}),gydF4y2BabgydF4y2Ba是朗缪尔常数(液化沼气gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}),gydF4y2BangydF4y2Ba结合强度。gydF4y2BaTgydF4y2Ba在开尔文绝对温度,gydF4y2BaRgydF4y2Ba理想气体常数(8.314摩尔gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}KgydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}),gydF4y2BakgydF4y2Ba_CgydF4y2Ba平衡常数计算乘以Cd (II)分子量与朗缪尔常数(gydF4y2BabgydF4y2Ba)。gydF4y2Ba

Cd (II)的热力学研究离子迁移过程进行了使用标准的热力学参数,如吉布斯自由能(ΔgydF4y2BaGgydF4y2Ba°)。吉布斯自由能(ΔgydF4y2BaGgydF4y2Ba°)的Cd (II)离子吸附由数控和MA-CNC计算使用方程(gydF4y2Ba9gydF4y2Ba)。表gydF4y2Ba2gydF4y2Ba介绍了Cd的吉布斯自由能计算值(2)离子。这个热力学参数的值测定的温度在20、30和45°C;最适温度是20°C。Δ价值就越高gydF4y2BaGgydF4y2Ba°的变化发生在操作温度25°C。这表明,吸附效率增加降低温度,和Δ的负值gydF4y2BaGgydF4y2Ba°确认Cd (II)离子的去除过程是自发的、可行的。gydF4y2Ba

3.6。吸收动力学gydF4y2Ba

Cd(2)离子迁移的动力学数控和MA-CNC吸着剂使用线性化建立符合一级(卵圆孔未闭)(方程(gydF4y2Ba10gydF4y2Ba))和pseudo-second-order (PSO)(方程(gydF4y2Ba11gydF4y2Ba)),分别在图gydF4y2Ba10gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

的gydF4y2BaRgydF4y2Ba^2gydF4y2Ba使用卵圆孔未闭值获得动力学模型太穷除初始阶段和最终消除因为实验阶段gydF4y2Ba问gydF4y2Ba_egydF4y2Ba从计算值是完全不同的gydF4y2Ba问gydF4y2Ba_egydF4y2Ba吸着剂的价值。这一现象表明,吸附动力学并不遵循这个模式。因此,数据gydF4y2Ba10 ()gydF4y2Ba和gydF4y2Ba10 (b)gydF4y2Ba指定一个代表健身数据对应PSO的Cd (II)离子吸附由数控和MA-CNC吸附,这表明,吸附过程是化学吸收作用。这个结果符合研究报道Priyadarshini et al。gydF4y2Ba60gydF4y2Ba在动力学、热力学和吸附等温线研究水溶液用金红石TiO的羊毛铬黑tgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba。此外,这个结果是同意研究报道Tsade et al。gydF4y2Ba61年gydF4y2Ba在Pb (II)离子使用Fe-Al-MC纳米复合材料修复。动态数据提供了数据gydF4y2Ba7(一)gydF4y2Ba和gydF4y2Ba7 (b)gydF4y2Ba并提出了表gydF4y2Ba3gydF4y2Ba。动力学模型提供了最大相关系数值(gydF4y2BaRgydF4y2Ba^2gydF4y2Ba= 0.998和0.995,PSO)和满意的相关系数值(以下gydF4y2BaRgydF4y2Ba^2gydF4y2Ba卵圆孔未闭= 0.576和0.830)在数控和MA-CNC吸着剂乳糜泻(II)离子去除,分别。因此,研究表明,算法模型更好地代表了Cd (II)离子吸附动力学,这表明更多的去除过程是化学吸收作用。gydF4y2Ba

3.7。吸附机制gydF4y2Ba

Cd的可能机制(2)加工中心离子吸收的示意图来表示方程(gydF4y2Ba12gydF4y2Ba)和图gydF4y2Ba11gydF4y2Ba。结果从这个图提出了羟基,羰基,羧基组主要负责Cd (II)离子的吸收:gydF4y2Ba

通过静电吸附机制进行Cd (II)离子之间的相互作用和羟基,羰基,羧基,这些官能团的化学活性表面的加工中心有助于吸收过程。gydF4y2Ba

3.8。循环测试gydF4y2Ba

由于成本效益,提供了吸附剂的回收被认为是最好的技能应用的工业和商业案例。为此,一系列的回收实验后说服再生吸附剂清除过程大量使用。因此,由于高吸附能力的吸着剂材料,MA-CNC吸着剂被提名为再生研究。解吸和再生实验是通过评估Cd (II)离子的R % 1gydF4y2Ba^圣gydF4y2Ba4gydF4y2Ba^thgydF4y2Ba,13gydF4y2Ba^thgydF4y2Ba周期和呈现在图gydF4y2Ba12gydF4y2Ba。再生进行了评估验证材料实际应用程序的可重用性。再生的研究之前,Cd (II)离子的解吸研究盐酸的吸着剂0.1的解决方案是使用批处理执行实验。发现Cd (II)离子的吸附能力MA-CNC吸附剂与增加可重用的测试的周期逐渐减少。吸附剂的吸附能力下降,增加可重用性的规律时间是正常的,因为失去新鲜活跃的表面区域MA-CNC吸着剂(gydF4y2Ba62年gydF4y2Ba]。然而,人们发现MA-CNC吸着剂的去除能力并不意味深长地改变后13gydF4y2Ba^thgydF4y2Ba循环实验的% R还明显。减少% 13 RgydF4y2Ba^thgydF4y2Ba连续周期不超过5%。由此,可以推断出MA-CNC可用于重金属去除很长一段时间,一位杰出的可能性。结果是同意刘等人进行的审查研究和楚et al。gydF4y2Ba10gydF4y2Ba,gydF4y2Ba63年gydF4y2Ba)删除的重金属废水采用二硫化钼吸附剂。gydF4y2Ba

4所示。结论gydF4y2Ba

目前的研究表明,数控和MA-CNC作为一种廉价的吸附剂有显著的吸附能力对Cd (II)离子从WW。实现结果表明,R %数控和MA-CNC吸附剂吸附的影响参数如溶液的pH值、接触时间、搅拌速度、初始Cd (II)离子浓度和温度。的最大吸附容量75.76和215.52毫克LgydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}分别利用数控和MA-CNC吸附剂,得到的最佳pH值8,0.5 g的吸附剂剂量,搅拌速度20毫克250 rpm初始浓度的LgydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba},接触时间为150分钟。此外,%的R能力MA-CNC吸着剂对Cd (II)离子相比,数控与数控马来后反应显著提高。这是因为该机制消除过程的最佳条件下MA-CNC吸附剂主要涉及酯的交互,羧基和羟基纤维素和Cd (II)离子。Cd (II)离子吸收过程对数控和MA-CNC吸附剂系统安装与朗缪尔和弗伦德里希等温线模型。的Cd (II)离子之间的相互作用和数控MA-CNC吸着剂被PSO动力学模型。吸着剂使用的回收实验结果表明,可回收和经济友好用于13gydF4y2Ba^thgydF4y2Ba连续循环删除作为污染物的吸附剂。因此,总的来说,结果表明MA-CNC吸附剂被认为是一种有效的吸附剂去除的Cd (II)离子从水系统特别是和污染物。gydF4y2Ba

数据可用性gydF4y2Ba

实现的数据来支持这项研究的结果提出了在手稿。gydF4y2Ba

的利益冲突gydF4y2Ba

作者宣称没有利益冲突。gydF4y2Ba

确认gydF4y2Ba

作者承认阿达玛科技大学提供资金和设施来做这个工作。这项工作由项目(您,索安/ JV-259298/2019),研究和技术转移办公室,阿达玛科技大学。此外,作者感谢Ravikumar c r博士(“DST-SAIF科钦”中心)样品表征过程中对他的帮助。gydF4y2Ba